[发明专利]具有高光热转换效率的人造黑色素材料的制备方法

说明书

本发明公开了具有高光热转换效率的人造黑色素材料的制备方法，包括：提供多巴胺盐酸盐的水溶液或水醇溶液，记为溶液A；提供2,2,6,6‑四甲基哌啶‑1‑氧化物的水溶液或水醇溶液，记为溶液B；混合溶液A和B获得反应溶液，在室温的空气环境中搅拌反应溶液，直至反应溶液变成黑色；从黑色的反应溶液中分离出人造黑色素材料。本发明合成方法简单，所合成产物具有较高的光热转换效率，光热转换效率最高可达47％。和采用现有方法合成的产物相比，本发明合成产物对光的吸收有较大提高，光热转换效率提高近10％。

技术领域

本发明涉及一种具有高光热转换效率的人造黑色素材料的制备方法，属于光热材料领域。

背景技术

黑色素广泛存在于生物体中，是十分重要的色素。由于它们对各个波长都有较好的吸收，本身可以抗紫外线辐射，又具有很好的光热性质，因此常被用于肿瘤治疗，海水淡化等方面应用。由于自然界的黑色素提取困难，价格昂贵，科学家们发明了人造的黑色素。人造黑色素材料(synthetic melanin material，SMM)最常见的方法是以聚多巴胺盐酸盐为单体，在氨水溶液中聚合。聚合出来的SMM具有较高的光热转换效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成人造黑色素材料的新方法，采用该新方法所合成的人造黑色素材料的光热转换效率得到明显提高。

为达到上述目的，本发明提供的具有高光热转换效率的人造黑色素材料的制备方法，包括：

提供多巴胺盐酸盐的水溶液或水醇溶液，记为溶液A；

提供2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物(TEMPO)的水溶液或水醇溶液，记为溶液B；

混合溶液A和B获得反应溶液，在室温的空气环境中搅拌反应溶液进行聚合反应；

从反应后的溶液中分离出人造黑色素材料。

需要说明的是，上述多巴胺盐酸盐的水醇溶液指，多巴胺盐酸盐溶解于水和醇的混合液所获得的溶液；上述TEMPO的水醇溶液指，TEMPO溶解于水和醇的混合液所获得的溶液。

进一步的，水醇溶液中的醇为甲醇、乙醇或异丙醇。

进一步的，多巴胺盐酸盐的水溶液或水醇溶液中，多巴胺盐酸盐的浓度为0.2mg/mL-10mg/mL。

进一步的，2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物的水溶液或水醇溶液，2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物的浓度为0.1mg/mL-8mg/mL。

进一步的，混合溶液A和B所获得的反应溶液中，多巴胺盐酸盐和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物的质量比为1:40～100:1。

在进行聚合反应时，初始反应溶液在2小时内从黄色逐渐变成黑色，之后再继续反应大于2小时。

进一步的，从黑色的反应溶液中分离出人造黑色素材料，具体为：

通过对黑色的反应溶液进行离心和去离子水洗涤，从而分离出人造黑色素材料。

作为一种具体实施方式，在对黑色的反应溶液进行离心时，离心转数设置为大于8000rpm。

和现有技术相比，本发明具有如下特点和有益效果：

(1)本发明合成方法简单，采用一锅法，将多巴胺盐酸盐和TEMPO在水或水醇混合溶液中聚合反应，对反应后溶液进行离心、洗涤，即可获得人造黑色素材料。

(2)所合成产物具有较高的光热转换效率，光热转换效率最高可达47％。和采用现有方法合成的产物相比，本发明合成产物对光的吸收有较大提高，光热转换效率提高近10％。

附图说明

图1为本发明合成原理示意图；